献给热爱有机化学和正在有机化学战场上奋斗的同学们:
大家好,我是王宇辰,来自应用化学(中美)192班,今年考入福州大学化学学院有机化学专业,在这里我想与大家分享一下我在有机化学学习道路上的经验和心得。
选择大于努力,在开始复习之前,你需要准备以下资料/教材:
①基础有机化学(第四版) 邢其毅、裴坚
②目标院校有机化学参考课本(选看)
③目标院校2000-2023年有机化学真题(纸质)
④目标院校提供参考的学习辅导书
⑤Name Reactions - Jie Jack Li,即著名的“有机人名反应”
⑥Strategic Applications of Named Reactions in Organic Synthesis,即“战略性应用”,与有机人名反应一样,都是非常非常重要的枕边书、工具书,建议大家在电脑、手机里各放一个电子版,当你吃饭、走路、上厕所、排队、睡觉、做梦时突然领悟了一个反应,或者突然想到一个反应,但是感觉机理模糊了的时候,就顺便拿出手机看一下,对机理的理解大有裨益。
⑦有机人名反应、试剂与规则-黄培强,此书可以作为上面两本的补充。
⑧The Art of Writing Reasonable Organic Reaction Mechanisms,即著名的“Art”,非常细致的机理教材,其课后题也是南开化学、上海有机所等单位特别喜欢的命题题库,如果你有时间有余力,可以试着做一做。
⑨Organic Synthesis - The Disconnection Approach,即“有机合成切断法”,解决有机合成模块的神器(谁用谁知道),药明康德公司出版过中译版本,蓝色封皮,市面上可以买到。
⑩《演習で学ぶ有機反応機構》,即“福山(Fukuyama)题”,分为A、B、C三组,重点关注A组和B组,尽量把他们做精、吃透!
有机化学的学习可以大致分为三个模块:基础理论、反应机理、有机合成。
在考验前期(三、四月份),我认为应该着重学习基础理论,有机化学基础理论(酸碱理论,分子轨道理论,立体化学,电子效应,芳香性理论,etc.)对于学习有机化学至关重要,万丈高楼平地起,它关系到你是否能学好有机,决定了后期是否能拿高分,比如前期背不过pKa的顺序(很难背,我也是花了不少时间掌握起来的,一定要重视),后期就很容易闹出用比较弱的碱去拔芳环上的H之类的笑话。磨刀不误砍柴工,在前期的学习中一定要多花时间搞懂有机反应的底层逻辑。
在五、六月份的时候,每天你的主攻火力就是邢大本,建议每天至少6小时,到大三下学期结束的时候,基础有机化学(邢其毅)你应该已经至少读过3遍。第二遍过完的时候,好好去理解一下碳负离子缩合和羧酸衍生物部分,同样,每一个反应都要学会反应机理的书写,给大家一个建议:每学一个新反应,就去画他的反应机理,当你机理画满500页A4纸的时候,基本就水到渠成了。我要求自己:机理的书写不允许出现任何差池(比如找反应位点,Base先去攫哪个H?质子转移、后处理每一步都要写出来,严格规范地去书写机理)!
反应机理是有机化学学习中的最最最核心之处!可以毫不夸张地说,学有机就是在学反应机理,把反应机理搞懂,完成反应和有机合成根本不是问题!应该要求自己,在学习每一个反应时,都要去研究背后的机理(有机反应的本质就是电子从富电子的地方流向贫电子的地方)。切入点可以从化学键的成键、断键方式,以及化学反应的基础归类开始,比如离子型反应、自由基反应、协同反应;Sn1、Sn2、Sni、SnAr、VNS、E1、E2、E1cb、亲核加成-消除、苯炔、DA反应、电环化、13偶极环加成、σ重排、[1,j]H迁移、螯变反应等等。在备考过程中,我投入时间最多、也是思考最多的就是反应机理,《福山题》、《Art》、《战略性应用》、《思维进阶》……Fukuyama的 A+B组题我前后做了三遍,每一遍都有每一遍的收获,比如2018年南开有机的机理压轴和2017年南大有机的合成压轴就是考了Johnson-Claisen重排,原题就出自Fukuyama B组091。大家别看考研里有机完成反应题分值很高,其实说到底考的还是反应机理,学会了书写反应机理,你的任督二脉就被彻底打通了(另外,学有机化学首先要养成个好习惯:写键线式!一堆 CH2、CH3这种写法不仅繁琐而且很容易丢一个H原子或者亚甲基,不写键线式基本可以断定学不好有机)。
如果前面的工作做得足够好,打的基础足够牢,那么暑假阶段(七、八月份)就可以开始有机合成的学习了,对于考研有机来说,有机合成题目的套路还是相对固定的,比如三乙、丙二的缩合反应,芳环上取代基的定位效应云云。说到底有机合成还是非常吃反应机理的老底的,这也就是为什么我在前文反复强调机理的重要性。学有余力的同学可以直接阅读《有机合成切断法》,重点去学习本书的策略和方法,比如对12、13、14、15、16关系怎样去切断?羰基缩合如何去控制?什么时候上、脱保护基?氨基和羟基等官能团在不同环境下如何去保护?有哪些策略可以去定向控制区域选择性和立体选择性?Boc的TFA水解,Swern氧化,Pinnick氧化,Peterson成烯,Luche还原,McMurry偶联,Mitsunobu反应……这些看似比较“高级”的策略,其实都有共同的底层逻辑,且备受很多有机强校的青睐。书读百遍其义自见,切断法我在去年的暑假期间看了不下五六遍,配套考研习题,反复地去理解与应用,凝练,精简,概括,升华。考研里的有机合成这最后一关也就慢慢的被你攻克掉了。
九月份以后,考研气氛慢慢就变得紧张起来了,大家都开始玩命了,有了前期的积淀,这个时候可以做一些修修补补的小工作,比如有机波谱、鉴别、推断等等,十月之后就可以进行大量的刷题和真题的模拟了(真题宜晚不宜早,强烈建议大家把基础打牢以后再去做真题,尽量在自己脑子最好使的时间,尽最大努力去独立完成),邢大本课后题、学习指导、目标院校二十年真题、国内有机强校(南大、中科大、川大、南开、有机所等等)的真题、Fukuyama、Art课后题……手里有的题目就不要放过,自己的有机化学思维只有经过大量题目的捶打,才会变得炉火纯青,才能在12月考场上发挥出最高的水平。比如今年中南就考了一个关于异靛蓝合成的机理,就是邢大本下册重排反应综述那一章的原题,很多人不会做。华东师范在2013年的机理题中考过一个非常复杂的15个碳以上的酸性条件下碳正离子重排,2015年中科大有机就再现了。再比如2014年南开有机的波谱题考到了Ireland-Claisen重排,原题就在中科院2009的机理题中。
进入十一、十二月份,就到了最后的冲刺阶段,除了每天刷题保持手感外,不要只苟且于做题,看到自己不熟悉或者磕磕绊绊的地方就得过且过了,每次做题都写上自己的理解和一些平常注意不到的细节,及时地在纸上记录下来(不一定必须准备错题本,记录下来的东西可以夹在书里,一定要能让自己随时看到)比如次磷酸可以对重氮盐进行还原,卡宾加成中单线态卡宾和三线态卡宾的区别,苯酚可以通过芳基卤和叔丁基锂进行锂卤交换再和硼酸反应后水解来制备,烯醇负离子的6种生成方法,Diels-Alder反应中次级轨道作用控制的endo和exo的立体专一性和EDG/EWG诱导的区域选择性,路易斯酸催化下的Nazarov关环,以及常见的金属催化反应(Suzuki/Kumada偶联中转金属化过程,Heck反应催化循环机理,Sonogashira偶联中对碳的杂化要求,etc.),这些都静静地躺在书里,你都注意到了吗?
学有机化学要有足够的耐心,毕竟好事多磨,认准以后冲就完事了。但是一定要远离能让自己陷入精神内耗的一切人和事,在考研面前,其他的事根本不叫事。为什么制备格式试剂一再强调低温无水操作?因为那是用前人的命换来的!另外要顶住压力,我压力大的时候,会跟研友吹一会牛,交流1小时题目,会看裴坚老师讲有机全合成的课,或者和朋友去吃一顿大餐,抑或是给自己放半天假,去健身房狠狠地深蹲卧推……在考验过程中要不断地调整状态,尽量去适应压力,陷入迷茫很正常,但是一定要及时的去排解压力、解决问题,克服焦虑最好的办法就是立即行动,去做让你感到焦虑的事。
除此之外,学习有机化学一定要敢于去问问题,不要怕出错,多总结,多和同学或者网友交流。因为考研,我认识了很多优秀的人、可爱的人、善良无私的人。他们都无私无偿地分享资料给我,和我一起去探索各种有趣的题目,只有在思维的不断交融和碰撞下,进步才能愈发显著。
有机化学的魅力在于分子结构千变万化的转变方式,有机合成更是有无穷的艺术性和美学的概念在其中。在这里我引用一句我最喜欢的宗师级有机合成大师R.B.Woodward的名言:“The structure known, but not yet accessible by synthesis, is to the chemist what the unclimbed mountain,the unchartered sea,the untilled field, the unreached planet,are to other men.”
“反应机理,理解清晰,有机化学,学无止境。”世界是美丽的,让我们怀着美好的心态去拥抱这个世界,也拥抱创造这个美丽世界的有机化学!